リニアモータ駆動超小型拍動型補助人工心臓の開発

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14380416
• Research Institution: Tokyo Denki University
• Principal Investigator: 福井 康裕 東京電機大学, 理工学部, 教授 (60112877)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 増澤 徹 茨城大学, 工学部, 教授 (40199691) ; 宮脇 富士夫 東京電機大学, 理工学部, 教授 (50174222) ; 舟久保 昭夫 東京電機大学, 理工学部, 助教授 (00307670) ; 福長 一義 東京電機大学, フロンティア共同研究センター, 助手 (30366405) ; 佐久間 一郎 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 教授 (50178597)
• Keywords: 人工心臓 / 補助人工心臓 / リニアモータ / リニア振動アクチュエータ / 慢性動物実験 / 真空注型 / 摩耗 / 血栓

Research Abstract

1、14年度に開発した補助人工心臓駆動用リニアモータ(リニア振動アクチュエータ)の、製作工程および材料の変更を行った。試作したモータは、直径60mm、高さ24mmおよび重量465g、容積68mlであった。
2、慢性動物実験に使用するための、リニアモータ駆動補助人工心臓の開発を行った。ポンプハウジングはまず、3次元CADで設計を行い、マスターモデルをモデリングマシンによってアクリルブロックから切削加工した。マスターモデルからシリコーン型を作成し、真空注型法により硬質ポリウレタン製ポンプハウジングを製作した。試作人工心臓は、直径100mm、高さ51mm、重量740g、容積300mlであった。
3、成山羊1頭(メス、56kg)を用いて、左室-大動脈バイパス左心補助モデル(ex vivo)慢性動物実験を行った。人工心臓は山羊左体側面に設置した。脱血管および送血管には1/2inchチューブを使用し、心臓(大動脈)からポンプユニットまでの長さはそれぞれ43cm、22cmとした。人工心臓は、手術術後、補助人工心臓はマイクロコンピュータによる完全充満完全駆出制御で駆動した。
4、第1例目の慢性動物実験は、42日間の生存が得られた。実験終了理由は、実験開始から40日目にポンプ内部に血栓を認めたためである。ポンプ内血栓は流入および流出ポートの対角に位置するポンプ奥部に認められた。解剖所見として、腸管膜動脈梗塞が広範囲に認められた。ポンプハウジングやダイアフラムには顕著な亀裂や変形は認められなかった。ガイドと固定子を分離して摺動面を観察したところ、実験開始時と比較して顕著な磨耗や傷の増加は見られなかった。
5、次年度は、慢性動物実験の結果を検討し、更なる改良を進める予定である。

Research Products

• [Publications] Kazuyoshi Fukunaga: "Newly developed ventricular assist device with linear oscillatory actuator"ASAIO Journal. 49. 333-339 (2003)
• [Publications] 福長 一義: "リニア振動アクチュエータ駆動による電磁式補助人工心臓の開発"ライフサポート. 15-3. 128-133 (2003)